机械制造基础复习提纲

机械制造基础复习提纲1）传统的机械加工方法有那些，它们能做些什么？传统的机械加工基本加工方法有车、铣、刨、钻、镗。

2）特种加工方法有那些，它们的工作原理是什么，适宜加工那些零件，与传统机加工有何区别？1、电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM.。

主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异性孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。

2、电解加工：利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法。

用于型孔、型腔。

复杂型面、深小孔、套料、膛线、去毛刺、刻印等加工。

3、激光加工：利用光能进行加工的方法。

激光束照射到工件表面上时，光能被吸收，转化成热能，使照射斑点处局部区域温度迅速升高、熔化、气化而形成小坑，由于热扩散，是斑点周围金属熔化，小坑内金属蒸气迅速膨胀，产生微型爆炸，熔融物高速喷出并产生一个方向性很强的发冲击波，于是在被加工表面上打出一个上大下小的孔。

应用于：1）切割可对铝、铜、镍、陶瓷等材料进行切割，加工出各种图形，切割深度<2.5mm2）打孔最小孔径0.03mm（直径），并可对其他金属如：铝、铜、非金属、金刚石、硬质合金、陶瓷、塑料上打孔3）标记能在多种金属材料上做简单的文字、数字标记4）焊接可对铝、铜、金、银、镍等金属材料进行电焊、对焊或密封焊接，焊接熔深<2.5mm。

4、超声波加工：利用声能进行加工的方法。

利用超声波发生器，带动工件和工具间的磨料悬浮液，冲击和抛光工件的被加工表面，使其局部材料破坏而成粉末，以便穿孔、切割和研磨等工作的加工方法。

超声波加工适合于加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料，例如玻璃、陶瓷、石英、锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。

5）铸造生产的步骤有那些？铸件消除应力如何进行？什么叫分型面?答：1、铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯；4）熔化与浇注；5）落砂清理与铸件检验等主要工序。

2、铸造应力按产生的原因不同，主要可分为热应力、收缩应力两种。

减小和消除铸造应力的措施：（1）合理地设计铸件的结构铸件的形状愈复杂，各部分壁厚相差愈大，冷却时温度愈不均匀，铸造应力愈大。

因此，在设计铸件时应尽量使铸件形状简单、对称、壁厚均匀。

（2）采用同时凝固的工艺所谓同时凝固是指采取一些工艺措施，使铸件各部分温差很小，几乎同时进行凝固。

因各部分温差小，不易产生热应力和热裂，铸件变形小。

设法改善铸型、型芯的退让性，合理设置浇冒口等。

同时凝固的示意图，该工艺是在工件厚壁处加冷铁，冒口设薄壁处。

（3）时效处理是消除铸造应力的有效措施。

时效分自然时效、热时效和共振时效等。

所谓自然时效，是将铸件置于露天场地半年以上，让其内应力消除。

热时效（人工时效）又称去应力退火，是将铸件加热到550－650℃，保温2－4h，随炉冷却至150－200T，然后出炉。

共振法是将铸件在其共振频率下震动10－60ndn，以消除铸件中的残留应力。

3、分型面是指两者在闭合状态时能接触的部分6）注射或注塑生产有何特点？工作原理如何？有哪些组成部分？铸件（若是制件）结构应该考虑什么？一、注塑生产的概念注塑是塑料成型的一种重要方式，其过程是将塑料从注塑机料斗中送入料筒，料粒在受热及螺杆旋转剪切作用下呈熔融的流动状态，这时再由螺杆推进熔胶，并通过料筒前端喷嘴注入成型塑件的模具中，等冷却出模后得到预期的塑件制品，事实上，一个完整的住宿生产过程还应包括一些辅助工序。

注塑生产特点：1）能一次成型外形复杂、尺寸精确的塑料制件；2）可利用一套模具，成批地制出规格、形状、性能完全相同的产品；3）生产性能好、成型周期短、可实现自动化或半自动化作业；4）原材料损耗小、操作方便、成型的同时产品可取的着色鲜艳的外表。

注塑生产的条件：性能可靠的注塑机；满足使用要求的辅助设备（干燥机、冻水机、混料机等）；选择适用的塑料；优良的注塑模具；高素质的调机技术人员。

二、工作原理利用塑胶之热可塑性，先将塑胶原料经螺杆回转摩擦生热及料管电热之辅助而溶解形成流体状态，在经柱塞压力注入设计之模型之内，冷却后取出而成型特殊形状之物品。

三、注射成型过程包括3个阶段：成型前的准备工作、注射过程和塑件的后处理。

四、铸件结构应尽可能使制模、造型、造芯、合箱和清理过程简化，并为实现机械化生产创造条件。

铸件结构设计的要考虑如下问题：铸件外形设计、逐件内腔设计、铸件壁厚设计、铸件壁（肋）间的连接设计。

铸件工艺对铸件结构的要求：1、尽量避免铸件起模方向存有外部侧凹，以便于起模2、尽量使分型面为平面3、凸台和筋条结构应便于起模4、垂直分型面上的不加工表面最好有结构斜度5、尽量不用和少用型芯6、应有足够的芯头，以便于型芯的固定。

、排气和清理合金铸造性能对铸件结构的要求：1、合理设计铸件的壁厚2、铸件的壁厚应尽可能均匀3、铸件壁的联接4、防裂筋的应用5、减缓筋、辐收缩的阻碍制件结构方面在设计阶段应考虑的问题：1、 确定分型面——即以制件最大轮廓直径处设分型面，以分型面为界限设计脱模斜度。

分型面形状越简单越好，除了考虑模具造价费用原因，复杂的分型面因加工精度影响易导致啤塑披锋等缺陷。

2、凹割处理——从结构上改进应使用模具制造简单，如尽可能采用碰穿位代替行位（滑块），这样也提高了动作的可靠性。

3、制件的顶出——a制件顶出系统一般设在动模内（即后模且大部分是凸模），若预见制件粘前模，应采取措施改善，如增大前模出模斜度，加倒扣位强行令胶件留在后模等b顶针痕迹应设置在不影响胶件外观位置，如要求较高则需考虑其他顶出方式，如顶板顶出4、浇口开设位置——要顾及制件形状，可能出现的熔接痕及批除水口对外观的影响5、模具镶件——镶嵌界限线应可能设计成与塑件本体形成台阶，以减弱可能对外观的影响6、出模斜度——a为使制件顺利出模，内外壁应有足够脱模斜度，脱模斜度一般0.5°~1.0°。

b制品结构复杂，脱模斜度就取大些c斜度取法：一般内孔以小端为基准，斜度有扩大方向取得；而外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得d因为顶出系统设在后模，故应使胶件留在后模即要求制品内表面脱模斜度小于外表面脱模斜度。

e．当侧面（壁）不允许有脱模斜度的精密制件模具需采用侧面走滑块形式将无斜度的面做在滑块上7、壁厚——模型的冷却时间是由最大壁厚决定的，壁太厚会浪费料，增加成本及延长啤塑时间，另外也增加了产生缩凹的倾向；壁太薄，啤塑易走料不到，及强度刚度不够；壁厚薄不一，因固化冷却速度不同导致收缩不均匀，并造成内应力而导致胶件变形翘曲等等8、圆角连接——将内角做圆角连接，避免应力集中及提高强度，并能改善熔料的流动性9、消除尖角利边——针对玩具制品的安全标准要求，在设计阶段应改善避免胶件存在有可接触之尖角、利边等7）快速原型技术有什么用？你知道那几种？快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。

该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。

1.液态光敏聚合物选择性固化（SLA）；2.层合实体成形制造（LOM）3.丝状材料选择性熔覆（FDM）4.粉末激光烧结（SLS）5.其他技术：三位打印成型技术、光学掩模成型技术、气相成形技术8）请复习制造、结构、设计中那些是合理的那些是不合理的，如何改进？9）收纳结构的特点是什么，如何利用，举出例子？1、防尘2、通风3、分类清晰4、注意收纳空间的统一与并列5、充分利用空间方便存取6激活不利空间既经济也适用10）小家电宜采用什么材料、什么结构、什么制造方法生产，为什么？举出例子。

11）零件失效有那些形式？如何防范，举出实例。

零件由于某种原因，导致其尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而不能完满地完成指定的功能。

常见的失效形式有变形失效、断裂失效、表面损失失效及材料的老化失效等。

1、变形失效（1）不恰当的弹性变形量导致失效。

（2）外加应力超过零件材料的屈服极限时发生明显的塑性变形（永久变形）。

造成零件失效的原因很多，主要有设计、选材、加工、装配使用等因素。

1、设计不合理2.选材错误3.加工工艺不当4、装配使用不当如变形失效有弹性变形失效和塑性变形失效，防止弹性变形失效的主要措施：增加零件截面、采用弹性模量高的材料，防止超载。

防止塑形变形失效的措施：采用屈服强度高的材料，进行合理的热处理，防止超载。

12）怎样提高零件的抗疲劳强度？答案一：根据疲劳破坏的分析，裂纹源通常是在有应力集中的部位产生，而且构件持久极限的降低，很大程度是由于各种影响因素带来的应力集中影响。

因此设法避免或减弱应力集中，可以有效提高构件的疲劳强度。

可以从以下几个方面来提高构件的疲劳强度。

1、合理设计构件的外形构件截面改变越激烈，应力集中系数就越大。

因此工程上常采用改变构件外形尺寸的方法来减小应力集中。

如采用较大的过渡圆角半径，使截面的改变尽量缓慢，如果圆角半径太大而影响装配时，可采用间隔环。

既降低了应力集中又不影响轴与轴承的装配。

此外还可采用凹圆角或卸载槽以达到应力平缓过渡。

设计构件外形时，应尽量避免带有尖角的孔和槽。

在截面尺寸突然变化处（阶梯轴），当结构需要直角时，可在直径较大的轴段上开卸载槽或退刀槽减小应力集中；当轴与轮毂采用静配合时，可在轮毂上开减荷槽或增大配合部分轴的直径，并采用圆角过渡，从而可缩小轮毂与轴的刚度差距，减缓配合面边缘处的应力集中。

2、提高构件的表面加工质量一般说，构件表层的应力都很大，例如在承受弯曲和扭转的构件中，其最大应力均发生在构件的表层。

同时由于加工的原因，构件表层的刀痕或损伤处，又将引起应力集中。

因此，对疲劳强度要求高的构件，应采用精加工方法，以获得较高的表面质量。

特别是对高强度钢这类对应力集中比较敏感的材料，其加工更需要精细。

3、提高构件表面强度常用的方法有表面热处理和表面机械强化两种方法。

表面热处理通常采用高频淬火、渗碳、氰化、氮化等措施，以提高构件表层材料的抗疲劳强度能力。

表面机械强化通常采用对构件表面进行滚压、喷丸等，使构件表面形成预压应力层，以降低最容易形成疲劳裂纹的拉应力，从而提高表层强度。