机械制造技术毕业论文(最新)

机械制造及其自动化1.金属切削切削原理工件与刀具之间相互滑移即表示金属切削的剪切变形经过这种变形以后,切屑从刀具前面上流过时又在刀、屑界面处产生进一步的摩擦变形。

通常，切屑的厚度比切削厚度大，而切屑的长度比切削长度短，这种现象就叫切屑变形。

金属被刀具前面所挤压而产生的剪切变形是金属切削过程的特征。

由于工件材料刀具和切削条件不同,切屑的变形程度也不同,因此可以得到各种类型的切屑。

机械加工设备机械加工设备主要有车床，铣床，磨床，镗床等，一般以车床和铣床应用较广泛。

刀具金属切削刀具一般有45度车刀，90度车刀，镗刀，铰刀，拉刀，铣刀等，一般情况的加工车刀和铣刀应用较多，所以以下内容多以车刀为主。

积屑瘤在用低、中速连续切削一般钢材或其他塑性材料时,切屑同刀具前面之间存在着摩擦,当切屑上紧靠刀具前面的薄层在较高压强和温度的时，同切屑基体分离而粘结在刀具前面上,再经层层重叠粘结,在刀尖附近往往会堆积成一块经过剧烈变形的楔状切屑材料，叫做积屑瘤。

积屑瘤的硬度较基体材料高一倍以上，实际上可代替刀刃切削。

积屑瘤的底部较稳定，顶部同工件和切屑没有明显的分界线,容易破碎和脱落,一部分随切屑带走，一部分残留在加工表面上，从而使工件变得粗糙。

所以在精加工时一定要设法避免或抑制积屑瘤的形成。

积屑瘤的产生、成长和脱落是一个周期性的动态过程，它使刀具的实际前角和切削深度也随之发生变化，引起切削力波动，影响加工稳定性。

在一般情况下，当切削速度很低或很高时，因没有产生积屑瘤的必要条件（较大的切屑与刀具前面间的摩擦力和一定的温度），不产生积屑瘤。

切削力切削时刀具的前面和后面上都承受法向力和摩擦力，这些力组成合力F,在外圆车削时，一般将这个切削合力F分解成三个互相垂直的分力切向力F——它在切削速度方向上垂直于刀具基面，常称主切削力；径向力F—在平行于基面的平面内，与进给方向垂直,又称推力；轴向力F—在平行于基面的平面内，与进给方向平行，又称进给力。

一般情况下,F最大,F和F较小，由于刀具的几何参数刃磨质量和磨损情况的不同和切削条件的改变，F、F对F的比值在很大的范围内变化。

切削热切削金属时，由于切屑剪切变形所作的功和刀具前面、后面摩擦所作的功都转变为热，这种热叫切削热。

刀具、工件和切屑上的切削热主要由切削液带走；不用切削液时，切削热主要由切屑、工件和刀具带走或传出，其中切屑带走的热量最大，传向刀具的热量虽小，但前面和后面上的温度却影响着切削过程和刀具的磨损情况，所以了解切削温度的变化规律是十分必要的。

切削温度切削过程中切削区各处的温度是不同的，形成一个温度场切屑和工件的温度分布，这个温度场影响切屑变形、积屑瘤的大小、加工表面质量、加工精度和刀后成为切屑,随之又进一步与刀具前面发生剧烈摩擦,所以温度场中温度分布的最高点不是在正压力最大的刃口处，而是在前面上距刃口一段距离的地方。

具的磨损等，还影响切削速度的提高般说来，切削区的金属经过剪切变形以刀具磨损刀具在切削时的磨损是切削热和机械摩擦所产生的物理作用和化学作用的综合结果。

刀具磨损表现为在刀具后面上出现的磨损带、缺口和崩刃等，前面上常出现的月牙洼状的磨损，副后面上有时出现的氧化坑和沟纹状磨损等。

当这些磨损扩展到一定程度以后就引起刀具失效，不能继续使用。

刀具逐渐磨损的因素，通常有磨料磨损、粘着磨损、扩散磨损、氧化磨损、热裂磨损和塑性变形等。

在不同的切削条件下，尤其是在不同切削速度的条件下，刀具受上述一种或几种磨损机理的作用。

例如，在较低切削速度下，刀具一般都因磨料磨损或粘着磨损而破损；在较高速度下，容易产生扩散磨损、氧化磨损和塑性变形。

刀具寿命刀具由开始切削达到刀具寿命判据以前所经过的切削时间叫做刀具寿命。

切削加工性指零件被切削加工成合格品的难易程度。

它根据具体加工对象和要求，可用刀具寿命的长短、加工表面质量的好坏、金属切除率的高低、切削功率的大小和断屑的难易程度等作为依据。

加工表面质量通常包括表面粗糙度加工硬化残余应力、表面裂纹和金相显微组织变化等。

切削加工中影响加工表面质量的因素很多，例如刀具的刀尖圆弧半径进给量和积屑瘤等是影响表面粗糙度的主要因素;刀具的刃口钝圆半径和磨损及切削条件是影响加工硬化和残余应力的主要因素。

因此，生产中常通过改变刀具的几何形状和选择合理的切削条件来提高加工表面质量。

切削振动切削过程中，刀具与工件之间经常会产生自由振动、强迫振动或自激振动（颤振）等类型的机械振动。

自由振动是由机床零部件受到某些突然冲击所引起，它会逐渐衰减。

强迫振动是由机床内部或外部持续的交变干扰力（如不平衡的机床运动件、断续切削等）所引起，它对切削产生的影响取决于干扰力的大小及其频率。

自激振动是由于刀具与工件之间受到突然干扰力（如切削中遇到硬点）而引起初始振动，使刀具前角、后角和切削速度等发生变化，以及产生振型耦合等，并从稳态作用的能源中获得周期性作用的能源，促进并维持振动。

通常，根据切削条件可能产生各种原生型自激振动，从而在加工表面上留下的振纹，又会产生更为常见的再生型自激振动。

上述各种振动通常都会影响加刀表面质量，降低机床和刀具的寿命，降低生产率，并引起噪声，极为有害，必须设法消除或减轻。

切屑控制指控制切屑的形状和长短。

通过控制切屑的卷曲半径和排出方向，使切屑碰撞到工件或刀具上，而使切屑的卷曲半径被迫加大，促使切屑中的应力也逐渐增加,直至折断切屑的卷曲半径可以通过改变切屑的厚度、在刀具前面上磨制卷屑槽或断屑台来控制，其排出方向则主要靠选择合理的主偏角和刃倾角来控制。

切削液也称冷却润滑液，用于减少切削过程中的摩擦和降低切削温度，以提高刀具寿命、加工质量和生产效率。

常用的切削液有切削油、乳化液和化学切削液3 类。

2.工件的定位与夹紧工件的定位在加工之前，使工件在机床或夹具上占据某一个正确位置的过程称为定位。

其方法有三种，第一种是直接找正定位法，第二种方法是划线找正定位法，第三种方法是利用夹具定位法。

工件定位的基本原理工件的定位，实质上就是限制工件应被限制的自由度。

用六个合理布置的定位支承点限制工件的六个自由度，就可以使工件的位置完全确定，此称为定位的“六点定则。

”此定则可以适用于任何形状，任何类型的工件，具有普遍性。

工件的定位形式有以下三种，一是完全定位，二是不完全定位，三是过定位。

一般情况下，应该尽量避免采用过定位形式。

工件的夹紧工件定位后用一定的装置将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称之为夹紧；工件定位，夹紧的过程合称为装夹。

3.加工工艺的规程的制订企业所用工艺规程的具体格式虽不统一，但内容大同小异。

一般来说，工艺规程的形式按其内容详细程度，可分为以下几种：1）工艺过程卡：是一种最简单和最基本的工艺规程形式，它对零件制造全过程作出粗略的描述。

卡片按零件编写，标明零件加工路线、各工序采用的设备和主要工装以及工时定额。

2）工艺卡：它一般是按零件的工艺阶段分车间、分零件编写，包括工艺过程卡的全部内容，只是更详细地说明了零件的加工步骤。

卡片上对毛坯性质、加工顺序、各工序所需设备、工艺装备的要求、切削用量、检验工具及方法、工时定额都作出具体规定，有时还需附有零件草图。

3）工序卡：这是一种最详细的工艺规程，它是以指导工人操作为目的的进行编制的，一般按零件分工序编号。

卡片上包括本工序的工序草图、装夹方式、切削用量、检验工具、工艺装备以及工时定额的详细说明。

进一步将工序详细化的就是工步。

4.零件的加工下面以CA6140和轴类零件进行简要说明1 ）轴类零件的分类、技术要求轴是机械加工中常见的典型零件之一。

它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。

按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等如图6-1，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。

根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面：①尺寸精度? 轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7;另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。

②几何形状精度? 主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。

其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。

③相互位置精度? 包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。

④表面粗糙度? 轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。

支承轴颈常为0.2~1.6时，传动件配合轴颈为0.4~3.2时。

⑤其他? 热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。

2）轴类零件的材料、毛坯及热处理轴类零件的材料①轴类零件材料？常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15 弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAI氮化钢。

②轴类毛坯？常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。

毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。

轴类零件的热处理锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。

调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。

表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。

精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。

轴类零件的安装方式轴类零件的安装方式主要有以下三种。

①采用两中心孔定位装夹一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。

中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支承轴颈定位，车（钻）中心锥孔；再以中心孔定位，精车外圆；以外圆定位，粗磨锥孔；以中心孔定位，精磨外圆；最后以支承轴颈外圆定位，精磨（刮研或研磨）锥孔，使锥孔的各项精度达到要求。

②用外圆表面定位装夹对于空心轴或短小轴等不可能用中心孔定位的情况，可用轴的外圆面定位、夹紧并传递扭矩。

一般采用三爪卡盘、四爪卡盘等通用夹具，或各种高精度的自动定心专用夹具，如液性塑料薄壁定心夹具、膜片卡盘等。

③用各种堵头或拉杆心轴定位装夹加工空心轴的外圆表面时，常用带中心孔的各种堵头或拉杆心轴来安装工件。

小锥孔时常用堵头；大锥孔时常用带堵头的拉杆心轴。

④轴类零件工艺过程示例主轴加工的主要问题是如何保证主轴支承轴颈的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度，主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度以及它们对支承轴颈的位置精度。